基于“微知識點”的智能學科專業課教學模式研究

摘 要：針對遠程教學存在的問題，從智能學科的專業教學角度出發，利用社交網絡的互動性和傳播性，設計以知識點為核心，以“微知識點”的形式將課堂教學內容轉變成為學生的學業論文的教學模式，并具體說明該教學模式的結構和特點，最后結合模式識別與原理課程的教學情況說明教學效果。

關鍵詞：微知識點；社交網絡；教學模式；智能學科

1 背 景

近年來，以慕課（massive open online course，MOOC）為代表的教學共享模式風靡全球。“慕課”這一概念2008年由加拿大兩位學者提出，2011年在美國興起，2012年我國開始慕課建設，并逐漸在國內的各大名校展開網絡課程的建設。在這一段時期，慕課建設推動了我國優質高等教育資源的公開化。特別是國內名校開發的網絡教育資源，對于推動在線教育，實現教育的大眾化和終身學習這一目標起到了巨大的作用。國內有學者甚至認為慕課是“未來教育的曙光”，慕課的快速發展促進了我國教學工作質量的提升[1]。

在國際上，慕課教育的主要平臺是Coursers、EdX和Udacity等網絡平臺[2]，這些平臺匯聚了世界一流高校的優質教學資源，特別是各大名校頂級教授們的視頻公開課，將最為優質的教學資源免費向全世界開放，促進了相關學科的發展。無論是受眾的廣度、教學效果還是課堂組織模式都是對傳統教育方式的革命性改變。特別是這些優質的教學資源的公開化，推動了教育的公平和優質教學資源的分配，為落后地區提供了享受優質教育資源的途徑，這些是慕課教育模式的本質優勢所在。

與慕課相似，微課（micro learning resource）則是指運用信息技術，按照學習中的認知規律，利用碎片化時間去掌握學習內容、過程及擴展素材的相關數字資源。微課的核心內容包括課堂教學視頻（課程案例片段）、教學設計、教學評估、學生反饋、教師點評等輔助性教學資源。用定點呈現的方法 “營造”了一個半結構化、主題式的教學應用環境。因此微課在近年來也成為教育教學改革中的重點與核心問題[3]。

盡管慕課和微課等網絡教學模式風靡全球，但是這些基于網絡互通的在線教育模式仍然存在著一些問題，概括起來有3個方面。

（1）參與者缺乏互動，只能被動地接收電子資料的內容，該教育模式無法重現現場教學的場景和氛圍。

（2）對學習效果的反饋不及時，無法實時獲得參與者的學習情況。即使在線交流工具輔助了教學內容的呈現，但是虛擬教學場景仍無法解決學習評估和反饋問題。

（3）教學的傳播效率沒有充分得到體現，特別是優質的教學資源缺乏實時的推廣與推薦途徑，阻礙了網絡教學資源的傳播。

在Web2.0時代，隨著社交網絡的廣泛應用，如微博、Facebook、Tweet、微信等，社交網絡的互動特性天然地彌補了網絡教學模式中存在的互動不足的問題[4]。因此，利用社交網絡改善網絡教學模式是一個極其重要的研究方向，特別是在虛擬現實技術的牽引下，使得傳統的課堂沉浸式重現變為可能。在理工科的教育教學中，學科知識大多以知識點的形式展現，使得學習者能夠有效地學習和掌握[5-6]。因此，在工科教育，特別是在智能科學的教育過程中，不能忽視認知規律，給學生最為先進的技術思路和知識點。這樣的要求需要教師們能夠緊跟技術發展前沿，更新教學內容，提升教學效率，從而增加智能學科教學內容的智能性和科學性。本文針對智能科學專業的知識點教學方法，提出了一種充分利用社交網絡交互性和傳播性的優點的教學方法——“微知識點”教學模式。該模式是集設計知識點的選取方法、學生的參與方法、知識點的傳播方法、知識點教學效果的評估方法等內容為一體。

2 微知識點教學模式

微知識點教學模式是融合網絡教學理論方法與傳統教學理論方法的全新的教學模式，網絡教學模式突破了傳統教學方法的時空間限制，極大地拓展了教學工作的外延，提升了傳統教學模式的內涵。網絡環境下的教學依賴于教學平臺，這樣對教學的組織模式和課堂的參與程度提出了新的要求。微知識點教學模式從知識點出發，以學生的參與度和社交網絡傳播模式為著力點，結合網絡教學的優勢，具體而言包含了以下幾個方面的內容。

2.1 微知識點教學模式的結構

以傳統教學模式為范例，以教學知識點為核心，依托社交網絡，以 朋友圈“點贊”和專業“點評”模式激勵學生，以課堂考核成績為標準，提升學生的專業課學習主觀能動性，同時利用網絡教學資源克服傳統教學模式學生互動不足、主觀參與不足的缺陷。微知識點教學模式結構如圖1所示。

以知識點為核心，結合知識點的學科特性，將單獨的知識點串聯起來形成整體的知識體系，是符合教學認知規律的方法。相比整個學科體系而言，知識點教學方法更容易讓學生掌握和反復練習，體現了從局部到整體的學習規律，適合學生在學習興趣驅動模式下開展學習。

微知識點教學方法中知識點的選擇需要把握以下幾個原則：

（1）適度性原則。根據學生的層次選擇知識點的難易程度，根據教學進度設計由易而難的課程進階。

（2）整體性原則。知識點的選取應該遵循整體教學原則，從整體教學內容拆分出最為合適的知識點，形成以知識點為基礎的教學體系。

（3）科普性原則。知識點在社交網絡上傳播，必須滿足其傳播特性，過于生澀的數學表達和公式，會增加知識點的傳播難度，相反使用學生喜聞樂見的形式組織知識點，將大大提升學生的學習熱情和主觀能動性。

從傳統的教學組織模式來看，教學的進展也是按照獨立單元展開的。從知識系統的角度出發，將復雜的知識體系分解成為小的知識點單元，是教學工作和學生學習的起點[7-8]。

社交網絡和教學平臺是微知識點教學模式的主要手段，首先利用特定的教學平臺，構建網絡教學載體，選用特定的社交網絡提交和展現學生對知識點的理解，引入社交網絡的交互性。當學生完成了知識點的學習和理解后，可以創建自己的學習空間，或者將知識點在微信朋友圈中進行展示，所展示的內容將進一步在社交網絡上傳播。此舉起到了兩個作用：一是豐富了對知識點的認知；二是擴大了知識點的覆蓋人群，將關注知識點的人群從傳統的學習參與者擴展到這些參與者的家人、朋友等范圍。從學習模式的發展進程來看，傳統的基于教材的紙質書籍模式逐步會向電子化教材模式轉變，因此學生在學習過程中的電子化檔案與材料，具有相當重要的教學輔助作用。在大數據時代，學生的學習資料也會逐步形成系統的學習檔案，提供有價值的知識點回顧與復習模式，這也將是數字化學習模式帶來新的變化之一[9]。endprint

點贊和點評模式是微知識點教學方法的激勵方法。知識點的學習往往是枯燥的，特別是理工科的知識點相對復雜且不易理解，照本宣科的教學方法完全無法滿足學生的個性化學習需求。因此在變革教學方式的前提下，變革教學內容的呈現模式也顯得非常重要。例如，以可汗學院為代表的免費網絡教學模式大獲成功，其核心關注在于強調從學生的角度如何學習，如何讓教學內容符合學習者的認知。在社交網絡中，學習者的微知識點能夠引發兩類人士的關注——專業人士和學習者的朋友。因此從朋友處獲得的“點贊”將會鼓勵學習者的熱情，而從專業人士的“點評”則會幫助學習者修正存在的理解偏差，提升學習效果。

課堂成績考核是微知識點教學方法的評價方法。微知識點教學法的效果仍然體現在考核環節，因此，將學生在社交網絡上對知識點的反饋進行量化并納入到最終的考核成績體系，有利于微知識點教學模式的實際操作和推廣。

2.2 微知識點教學模式的特點

（1）交互性。微知識點教學模式的交互性來源于社交網絡的開放性，社交網絡提供的網絡交互環境天然地改善了傳統在線學習中互動不足的問題。授課角度從如何“教好”轉變為如何“學好”，微知識點教學模式提供的互動性讓學生如何“做好”，改善了在線教育的短板。

（2）傳播性。微知識點教學內容易懂，具備傳播性。風趣幽默的教學內容很容易在社交網絡上轉載，產生和單個學習筆記完全不同的效果。無論是自然科學還是人文科學，知識點的科普對學習具有重要的作用。這也是近年來各種基于知識的互動網站（如“知乎”等）廣為流傳的原因。

（3）完備性。微知識點教學模式經過多年的積累后，會逐步在知識點領域形成不同認知角度的知識點闡述體系。從內容的組織和形式上看，不同學生所認識的知識點的差異性對知識點起到了補充和完善作用。隨著時間的累積，從知識點的發展角度看，其完備性也在逐步提升。

3 微知識點教學模式的實施

3.1 實施的指導思想

以學生的學習為核心目標，引入社交網絡的交互性改善在線課堂的學生參與度問題，從知識點的角度展開教學，強調知識點的傳播特性擴展知識點的受惠面，以學生個性化學習為抓手，提升知識點的完備性。

3.2 具體實施

為了驗證微知識點教學模式的有效性，我們選取研究生課程模式識別原理進行試點。該課程是面向武漢工程大學全校研究生開設的必修課，共有18名研究生一年級學生選修。我們對選課學生進行了基礎意愿度調查，主要是厘清學生在線學習的習慣和對社交網絡分享知識點的意愿程度，相關數據見表1。

表1 微知識點教學模式參與意愿的調查項目 人數 占比%

進行過線上平臺學習 16 88.9

利用移動設備進行過線上平臺學習 9 50.0

是否使用網絡學習知識點 13 72.22

愿意利用社交平臺分享成果 14 77.78

愿意使用微知識點模式 18 100

在選課學生愿意參與的前提下， 我們完整實施了基于“微知識點”的專業課教學模式。由于計算機專業對動手能力的要求高，我們建立了實際項目代碼加上知識點展示的模式，例如知識點的展示并附加實驗的內容和代碼，這樣有效地激發了學生的學習熱情，同時鍛煉了他們的動手能力。我們從知識點選取、課堂教學、小組討論、線上分享和評估反饋幾個方面對教學效果進行了總結，相關內容見表2。

根據模式識別的教學內容，我們篩選了7個知識點供同學們選擇：人工神經網絡、卷積神經網絡、非線性分類器、K鄰近算法、線性分類器、局部約束表達和手寫字識別。內容涵蓋特征表達與分類的算法體系，從簡單的線性分類器到新的卷積神經網絡均有設置，體現了模式識別教學內容的層次性。

課堂教學中使用斯坦福大學公開課程資源深度學習算法，利用了網上提供的代碼資源和教學資源，設置了一次專門的上機實踐教學環節，幫助同學們理解深度學習算法的基本原理和基本代碼框架。教學中直接展示了Lecun Yann和百度深度學習院余凱教授的講座PPT，讓同學們掌握最新的深度學習的技術進展。

小組討論將學生分成7組，每組完成知識點的基本理論梳理和代碼演示工作后，在課堂上展開討論，主要集中在知識點之間的關聯性方面，讓同學們從自身的學習感受中談各自的學習體會和對知識點的認識。小組討論深化了以團隊模式進行的協作學習模式，刻意訓練同學們的技術協作能力和自我表達能力。

線上分享是同學們將完成的技術文檔和演示代碼形成網頁或者是日志在網絡上共享。7組同學中有3組選擇了微信朋友圈，3組選擇了QQ日志發表，1組同學利用GitHhub建立個人微博發布。學生統計的閱讀量平均為150人，最高的閱讀量超過了300次，平均10人次對學生發布的內容進行評論，20人次點贊，取得了較好的網絡分享效果。

最后一個環節是評估和反饋，任課教師在收集到學生的反饋意見后，對全部的網絡內容進行點評。從學生的語言表達，到數學公式的勘誤再到代碼的演示設計等內容進行點評，希望學生使用規范的科學語言展示自己的工作。通過一個學期的研究生專業課程的教學工作，我們發現微知識點教學方法有效地提升了學生的專業課堂參與，特別是部分同學寫的知識點在朋友圈獲得非常好的評價，包括學生家長的稱贊，獲得了多次的轉發，大大增強了同學們對專業學習的信心和參與程度。

4 結 語

微知識點教學模式打造了一個集交互性、激勵機制和考核方法為一體的閉環教學回路，將社交網絡引入到教學方法中，提升了學生學習的參與程度，提高了教學環節的互動性，改進了慕課等網絡教學模式中教學互動不足的缺陷。我們將該教學模式應用在實際的智能學科專業課教學工作中。本研究初步表明了基于“微知識點”的智能學科專業課教學模式具有較好的實效性和可推廣性。在后期研究中將逐步標準化教學模式，系統地讓學生參與到微知識點的教學活動中來，提升學生在專業課上的學習積極性以及動手創新能力。

參考文獻：

[1] Al-Atabi M， DeBoer J. Teaching entrepreneurship using massive open online course（MOOC）[J].Technovation， 2014（34）： 261-264.

[2] 樊文強. 基于關聯主義的大規模網絡開放課程（MOOC）及其學習支持[J]. 遠程教育雜志， 2012（3）： 31-36.

[3] Baturay M H. An overview of the world of MOOCs[J]. Procedia-Social and Behavioral Sciences， 2015， 174（1）： 427-433.

[4] 楊靜， 劉成新. Web2.0與學習方式的后現代轉向[J]. 現代教育技術， 2007（1）： 69-71.

[5] 蔡自興. 智能科學精品課程群建設與體會[J]. 中國大學教學， 2013（9）： 43-45.

[6] 盧濤， 張彥鐸， 王海暉. 基于項目實訓的智能科學與技術專業實驗教學[J]. 計算機教育， 2012（18）： 123-126.

[7] 李摯， 陳雯柏， 李鄧化， 等. 智能科學與技術專業建設的實踐[J]. 計算機教育， 2009（11）： 34-37.

[8] 顧駿. 借力“慕課”， 推動中國教育更快前行[J]. 遼寧教育， 2013（22）： 21.

[9] 苗小勇， 陳仕品. 基于社會性網絡的協作學習研究： 以人人網為例[J]. 現代教育技術， 2012（7）： 89-92.

（編輯：彭遠紅）endprint